El reactor Orthoflow es un equipo que lleva a cabo el proceso de desintegración catalítica para convertir compuestos de alto peso molecular en petróleo en fracciones más livianas como gasolina y gas LP. El proceso consiste en tres secciones: reacción, regeneración y fraccionamiento. En la sección de reacción, los compuestos de azufre, nitrógeno y olefinas se hidrogenan sobre el catalizador. En la sección de regeneración, el carbón en el catalizador se quema para regenerarlo. En la sección de

1. UNIVERSIDAD DE AMÉRICA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
CATÁLISIS
SARA MARCELA ORTIZ RODRIGUEZ
REACTOR ORTHOFLOW
El reactor Orthoflow es un equipo donde se lleva a cabo el proceso de desintegración catalítica,
este es uno de los procesos de mayor importancia en la refinación del petróleo debido al valor
estratégico y económico de los productos que se obtienen, principalmente gasolina y olefinas,
adicional a esto es importante también por la aportación que tiene en la producción de gasolinas
comerciales y sirve como proveedor de materias primas para la industria petroquímica.
La operación básica que se lleva a cabo en el interior de este tipo de reactor comprende el
cracking de compuestos de alto peso molecular presentes en las fracciones pesadas del petróleo, a
fracciones de menor peso molecular como lo son la gasolina y el gas L.P.
Esta unidad se pone en marcha por primera vez en 1951 por la compañía Kellogg, este equipo
elimina las líneas externas para el catalizador proporcionado en anteriores diseños como el
reactor de proceso de lecho móvil (Thermofor Catalytic Cracking), utilizando tuberías rectas para la
circulación del catalizador, luego con la introducción de las zeolitas al campo de los catalizadores,
se planteó la necesidad de reducir el tiempo de contacto entre el catalizador y el aceite, a fin de
disminuir la sobre desintegración y hacer más eficiente la operación, y así aprovechar en forma
eficiente la elevada actividad de los catalizadores zeolíticos, lo cual se logra incorporando un
sistema con varias etapas para el agotamiento de hidrocarburos en el catalizador, además del uso
de ciclones que permiten una mejor separación hidrocarburo – catalizador y mayor eficiencia en la
recuperación de este último, como se muestra en la figura 1.

2. Figura No. 1 Unidad FCC Modelo Otherflow F
El proceso de desintegración catalítica en lecho fluidizado es uno de los más compejos dentro de la
industria de refinación del petróleo, pues involucra una serie de sistemas que interaccionan
dinámicamente estableciendo equilibrios térmicos, químicos y mecánicos, este proceso opera bajo
condiciones cercanas al equilibrio térmico, ya que el catalizador transfiere calor de las regiones
calientes (regenerador) a las regiones frias (reactor).
El proceso de desintegración catalítica en el reactor consiste en tres secciones principales (Fig. 1):
Reacción
Regeneración
Fraccionamiento
Sección de Reacción:
La función principal de la sección de reacción es la hidrogenación catalítica (la cual ocurre en la
fase vapor) de los compuestos de azufre, nitrógeno y olefinas presentes en la carga al reactor, en
esta etapa la alimentación ingresa por un tubo cerca a la base y tiene contacto con el catalizador
regenerado, es una reacción rápida y se vaporizan aceites.
Sección de regeneración:

3. En el regenerador, el carbón depositado durante la desintegración se quema para alcanzar un
contenido bajo de carbón en el catalizador regenerado, el principal propósito de la regeneración
es eliminar el carbón depositado en el catalizado mediante la combustión de los compuestos del
mismo mediante la inyección de aire. Este proceso forma CO, CO2 y H2O, restaurando la actividad
del catalizador, además también se producen SOX y NOX, como resultado de la combustión de los
compuestos de azufre y nitrógeno que estaban presentes en la carga,.
Sección de fraccionamiento:
Los vapores efluentes del reactor, que consisten de hidrocarburos desintegrados catalíticamente,
vapor y gas inerte, se alimentan a la columna fraccionadora en donde se separan los diferentes
productos. La gasolina y los gases ligeros salen por el domo, de aquí se deriva una corriente de gas
seco (H2, H2S, metano, etano y etileno), También se obtiene una corriente de gas LP rica en
propileno y butenos, en forma lateral se obtienen de la columna fraccionadora una corriente de
aceite cíclico pesado (ACP) que generalmente se recircula a la misma torre, Aceite Cíclico liger
(ACL) que puede usarse como carga a las unidades de hidrodesulfuración de destilados
intermedios.
Pasos del proceso1:
(1). Precalentamiento de la carga a 600-700
(2). Mezcla de la carga con catalizador regenerado caliente en el elevador.
(3). Salida de material craqueado del reactor a través de los ciclones.
(4). Fraccionamiento de los productos.
(5). Recuperación de partículas de catalizador (0.5 lb. x galón).
(6). Rebosamiento de catalizador gastado al despojador con vapor. Se transfiere al regenerador,
soplado con aire, a una velocidad de 30 pies x segundo.
Ventajas del proceso1:
(1). Aumento de rendimiento frente a ruptura térmica.
(2). Obtención de gasolina en un índice de octano mayor a 95.
(3). Proporción elevada de olefinas.
(4). A mayor carga mayor transferencia de calor y caídas de presión más bajas.
(5). La desmetalización de residuos e hidrogenación del gasóleo permite temperaturas de
operación más altas
Condiciones del proceso:
(1).Tiempos de residencia: 1.5 a 10 minutos en la zona de reacción. 10-20 minutos en el
regenerador.
(2). Profundidad del lecho: 10, 15, 30 pies.
(3). Precalentamiento de aire: 200-300°F
(4). Desventajas: En las unidades modelo IV de Exxon se presentan dificultades técnicas en las
tuberías en U
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Tomado de: http://aplicaciones.virtual.unal.edu.co/drupal/files/petroleo.pdf

4. BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS WEB
Estudio cinético de las reacciones de desintegración catalítica de gasóleos. Jorga Ancheyta Juárez.
UAM, 1998, México D.F.
http://technologyconference.kbr.com/2009/Dubai/Conference-Downloads/Orthoflow-KBRs-
Platform-for-Catalytic-Olefins-Production.pdf
http://aplicaciones.virtual.unal.edu.co/drupal/files/petroleo.pdf